WO2007068218A1 - Vacuum interrupter - Google Patents

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WO2007068218A1
WO2007068218A1 PCT/DE2005/002245 DE2005002245W WO2007068218A1 WO 2007068218 A1 WO2007068218 A1 WO 2007068218A1 DE 2005002245 W DE2005002245 W DE 2005002245W WO 2007068218 A1 WO2007068218 A1 WO 2007068218A1
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control electrode
vacuum interrupter
power supply
shield
contact
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Inventor
Andreas Lawall
Klaus Oberndörfer
Ulf SCHÜMANN
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01H2033/66292—Details relating to the use of multiple screens in vacuum switches

Definitions

  • the invention relates to a vacuum interrupter with a tubular insulating body and a contact system of a moving contact and a fixed contact, which are each connected to vacuum-tight led out of the vacuum interrupter power supply pin, and a galvanically connected to the fixed contact power supply pin control electrode and arranged on the insulating conductive , the control electrode in an axial direction overlapping vapor shield.
  • Such a vacuum interrupter is known from DE 92 11 970 Ul.
  • the vacuum interrupter disclosed therein comprises a vapor shield which is held on a metallic intermediate ring on the insulating body of the vacuum interrupter and axially overlaps a control electrode galvanically connected to a flange, so that a plasma barrier to the ceramic insulator is formed by the vapor shield, thereby providing vapor deposition of the insulating body is prevented during switching operations with an arc.
  • the control electrodes and the vapor shield serve to control the potential in the vacuum interrupter so as to improve the dielectric insulating properties.
  • the object of the present invention is to design a vacuum interrupter of the type mentioned in the introduction, which has improved dielectric insulation properties.
  • this object is achieved in that the control electrode terminates in the manner of a torus in the overlap region with the vapor shield, the steam shield is retracted inwardly in accordance with the torus, and the fixed contact power supply pin is constricted to the contour of the vapor shield and the constriction is arranged so that the retracted portion of the vapor shield extends around the constriction.
  • the dielectric strength is improved in an advantageous manner in the fixed contact power supply bolt, which additionally constricted by the torus corresponding inwardly drawn vapor shield and the contour of the vapor shield Solid contact power supply pin and the arrangement of the constriction is provided for a homogeneous field profile.
  • the invention further relates to a vacuum interrupter with a rohrformigen insulating body and a contact system of a moving contact and a fixed contact, which are each connected to the vacuum-tight out of the vacuum interrupter power supply bolts, and a galvanic with the control electrode connected to the moving contact power supply pin, and a conductive screen arranged on the insulating body and overlapping the control electrode in an axial direction.
  • control electrode runs in the overlap region with the steam shield in the manner of a torus;
  • the steam shield is according to the torus inside retracted, and the moving contact power supply pin has a sidecut such that the retracted portion of the vapor shield extends around the waist in an open position of the contact system.
  • the inventively provided, in the overlap region with the steam shield in the manner of a torus expiring control electrode is advantageously improves the dielectric strength in the region of the Be. Membership-Stromzu operationsbolzens, which additionally by the torus inwardly retracted in the vapor shield and the waist of the BewegCount- Power supply bolt for a homogeneous field profile is provided with open contact system.
  • the sidecut of the moving contact power supply pin corresponds in its contour to that of the inwardly drawn-in vapor shield. Such a sidecut provides an easy way to form a homogeneous field profile when the contact system is open.
  • the sidecut of the moving contact power supply pin in the axial direction away from the moving contact is extended by at most one length corresponding to a moving distance of the moving contact.
  • control electrode extends from the insulating body in the direction of the vapor shield.
  • the torus be formed with a larger radius.
  • the steam shield is made of stainless steel.
  • Stainless steel is an advantageous material because, with sufficient conductivity, the induction of eddy currents in the vapor shield is reduced.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view in the region of the fixed contact power supply bolt of a vacuum interrupter according to the invention.
  • FIG. 2 shows a further cross-sectional view in the region of the moving contact power supply bolt of a vacuum interrupter according to the invention.
  • FIG. 1 shows a vacuum interrupter 1 with a tubular insulating body which comprises hollow cylindrical ceramic insulators 2 and 3 and is closed in a vacuum-tight manner on one end face by means of a metallic flange 4.
  • a fixed contact power supply pin 5 which is connected outside the vacuum tube with a connecting line figuratively not shown, is passed through the vacuum-tight vacuum through the flange 4 and inside the vacuum interrupter 1 has a fixed contact 6 of a contact system 7.
  • the contact system 7 further comprises a moving contact 8, which is also connected by means of a power supply pin 9, with a further connecting line, not shown figuratively outside of the vacuum tube 1.
  • the moving contact 8 is arranged vacuum-tight and movable on the vacuum tube, so that via a figuratively not shown Antriebsvor ⁇ direction of the moving contact 8 in the direction of the movement arrow A to the fixed contact 6 out or away from the fixed contact 6 can be moved to form a conductive connection or disconnect accordingly.
  • a control electrode 10 is arranged, which has a galvanic connection with the flange 4.
  • the free end 11 of the control electrode 10 in the interior of the vacuum tube 1 is curved in the direction of the ceramic insulator 2 in the manner of a torus.
  • a vapor shield 12 made of a conductive material, such as stainless steel, insulating secured, so that the vapor shield 12 has no fixed potential.
  • the free end 13 of the vapor shield 12 overlaps the control electrode 10 in the axial direction of the vacuum interrupter 1 and, in the region of overlap, has an indentation 14, which is arranged opposite a constriction 15 of the power supply pin 5.
  • the constriction 15 of the power supply bolt 5, the intake 14 of the steam shield 12 and the torus-like curved free end 11 of the control electrode 10 are arranged lying in the axial direction of the vacuum interrupter 1 at the same height.
  • the control electrode 10 is in galvanic connection via the metallic flange 4 to the power supply pin 5 and is therefore at the same potential as the power supply pin 5 of the fixed contact 6.
  • the control electrode 10 thus serves to control the potential along the ceramic insulators.
  • the vapor shield 12 serves as a plasma barrier to the ceramic in order to protect the ceramic insulators 2, 3 from vapor deposition during switching operations in which a current flows and possibly an arc is ignited.
  • the vapor shield 12 is formed of a conductive material, and shaped such that occurring electric fields • inside the vacuum interrupter 1 are as homogeneous as possible.
  • the power supply pin 5 therefore has the constriction 15 in the region in which the control electrode 10 has a toroidal curvature towards the ceramic insulator 2, and the vapor shield 12 likewise has a feeder 14, which in its geometry metric corresponds to the torus of the control electrode.
  • the contour of the constriction 15 of the power supply pin 5 corresponds to the intake 14 of the steam shield 12. In such a constriction 15 and a corresponding feeder 14 ensures that the distances between the power supply pin 5 and steam shield 12 and X2 between 12 and vapor shield
  • Control electrode 10 in the entire overlap region in about the same value, and in particular in the region of the constriction 15 and the distances between Xl 'between power supply pin 5 and intake 14 of the vapor shield 11 and X2 see between intake 14 of the vapor shield 12 and control electrode 10 also in about the values Xl and X2 correspond. Due to the insulating arrangement of the vapor shield 12, a potential of about half of the potential of the control electrode 10 and the power supply pin 5 is set on this. The inventive geometric arrangement with the constriction 15, the intake 14 of the vapor shield 12 and the toroidal curvature 11 of the control electrode 10 is ensured that the resulting electric field over the entire range as homogeneously as possible.
  • the depth of the constriction 15 is chosen so that the total resistance of the tube increases only slightly.
  • the dielectric isolation path is increased by a distance X3 corresponding to the depth of the constriction 15 of the power supply pin 5.
  • FIG. 2 shows another view of the embodiment of the vacuum interrupter 1 with open contact system 7.
  • the moving contact power supply pin 9 is led out by a metallic end plate 16 by means of a bellows 17 vacuum-tight and movable from the vacuum interrupter 1 and with a drive unit not shown figuratively for introducing coupled with a movement.
  • a control electrode 18 is galvanically connected to the end plate 17 and terminates toroidally at its end 19.
  • the free end 20 of the vapor shield 12 overlaps the control electrode 18 in the axial direction of the vacuum sleeve tube 1 and, in the overlapping region, has an indentation 21 inwardly, which is arranged opposite a sidecut 22 of the power supply pin 9.
  • the waist 22 of the power supply pin 9, the feeder 21 of the vapor shield 12 and the torus-like arched free end 19 of the control electrode 18 are arranged in the axial direction of the vacuum interrupter 1 at the same height.
  • the sidecut 22 of the moving contact power supply pin 9 is arranged so that it faces the feeder 21 of the vapor shield 12 when the contact system 7 of the vacuum interrupter 1 is open.
  • the distances X5 between the power supply pin 9 and the vapor shield 12 or X4 between the vapor shield 12 and the control electrode 18 are approximately the same in the entire overlapping area, and especially in the area of the sidecut 22 Distances X5 'between power supply pin 9 and intake 21 of the steam shield 12 or X4' between intake 21 of the steam screen 12 and torus-like end 19 of the control electrode 18 also correspond approximately to the values X5 and X4.
  • the depth X ⁇ of the sidecut 22 is also chosen so that the total resistance of the tube increases only insignificantly.
  • the dielectric isolation distance is increased by a distance X6 corresponding to the depth of the sidecut 22 of the moving contact power supply pin 9.
  • the sidecut 22 of the moving contact power supply pin 9 may also be formed extended in the direction of movement, for example by a length which corresponds to the nominal stroke of the vacuum interrupter and thus the moving distance of the moving contact.
  • Such an elongated waist 22 ' is shown in dashed lines in Figure 2 and serves to achieve during a separation process of the contact system already a homogenization of the electric field.

Abstract

In order to form a vacuum interrupter having a tubular insulating body and a contact system comprising a moving contact and a fixed contact, which are each connected to power supply bolts, which are passed out of the vacuum interrupter in a vacuum-tight manner, and having a control electrode, which is DC-connected to the fixed-contact power supply bolt, and a damping shield, which is arranged on the insulating body, is conductive and overlaps the control electrode in an axial direction, which vacuum interrupter has good shielding properties whilst at the same time improving the dielectric insulation, the invention proposes that - the control electrode extends out in the form of a toroid in the region of overlap with the damping shield, - the damping shield is drawn inwards so as to correspond to the toroid, and - the fixed-contact power supply bolt is constricted so as to correspond to the contour of the damping shield and the constriction is fitted such that the drawn-in region of the damping shield extends around the constriction.

Description

Beschreibungdescription
VakuumschaltröhreVacuum interrupter
Die Erfindung betrifft eine Vakuumschaltröhre mit einem rohr- förmigen Isolierkörper und einem Kontaktsystem aus einem Bewegkontakt und einem Festkontakt, welche jeweils mit vakuumdicht aus der Vakuumschaltröhre herausgeführten Stromzuführungsbolzen verbunden sind, sowie einer galvanisch mit dem Festkontakt-Stromzuführungsbolzen verbundenen Steuerelektrode und einem an dem Isolierkörper angeordneten leitfähigen, die Steuerelektrode in einer Axialrichtung überlappenden Dampfschirm.The invention relates to a vacuum interrupter with a tubular insulating body and a contact system of a moving contact and a fixed contact, which are each connected to vacuum-tight led out of the vacuum interrupter power supply pin, and a galvanically connected to the fixed contact power supply pin control electrode and arranged on the insulating conductive , the control electrode in an axial direction overlapping vapor shield.
Eine derartige Vakuumschaltröhre ist aus der DE 92 11 970 Ul bekannt. Die dort offenbarte Vakuumschaltröhre umfasst einen Dampfschirm, welcher an einem metallischen Zwischenring an dem Isolierkörper der Vakuumschaltröhre gehalten ist und eine mit einem Flansch galvanische verbundene Steuerelektrode axi- al überlappt, so dass durch den Dampfschirm eine Plasmabarriere zu dem keramischen Isolierkörper gebildet ist, wodurch eine Bedampfung des Isolierkörpers bei Schalthandlungen mit einem Lichtbogen verhindert wird. Des Weiteren dienen die Steuerelektroden und der Dampfschirm zu einer Potentialsteue- rung in der Vakuumschaltröhre, um die dielektrisch isolierenden Eigenschaften zu verbessern.Such a vacuum interrupter is known from DE 92 11 970 Ul. The vacuum interrupter disclosed therein comprises a vapor shield which is held on a metallic intermediate ring on the insulating body of the vacuum interrupter and axially overlaps a control electrode galvanically connected to a flange, so that a plasma barrier to the ceramic insulator is formed by the vapor shield, thereby providing vapor deposition of the insulating body is prevented during switching operations with an arc. Furthermore, the control electrodes and the vapor shield serve to control the potential in the vacuum interrupter so as to improve the dielectric insulating properties.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vakuumschaltröhre der eingangs erwähnten Art auszubilden, welche verbes- serte dielektrische Isolationseigenschaften aufweist.The object of the present invention is to design a vacuum interrupter of the type mentioned in the introduction, which has improved dielectric insulation properties.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die Steuerelektrode im Überlappungsbereich mit dem Dampfschirm nach Art eines Torus ausläuft, der Dampfschirm dem Torus entsprechend nach innen eingezogen ist und der Festkontakt-Stromzuführungsbolzen der Kontur des Dampfschirms entsprechend eingeschnürt und die Ein schnürung so angeordnet ist, dass sich der eingezogene Bereich des Dampfschirms um die Einschnürung erstreckt.According to the invention, this object is achieved in that the control electrode terminates in the manner of a torus in the overlap region with the vapor shield, the steam shield is retracted inwardly in accordance with the torus, and the fixed contact power supply pin is constricted to the contour of the vapor shield and the constriction is arranged so that the retracted portion of the vapor shield extends around the constriction.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene, im Überlappungsbereich mit dem Dampfschirm nach Art eines Torus auslaufende Steuerelektrode wird in vorteilhafter Weise im Bereich des Festkontakt-Stromzuführungsbolzens die dielektrische Festigkeit verbessert, wobei zusätzlich durch den dem Torus entsprechend nach innen eingezogenen Dampfschirm und den der Kontur des Dampfschirm entsprechend eingeschnürten Festkontakt- Stromzuführungsbolzens und die Anordnung der Einschnürung für einen homogenen Feldverlauf gesorgt ist.By inventively provided, in the overlap area with the steam shield in the manner of a torus expiring control electrode, the dielectric strength is improved in an advantageous manner in the fixed contact power supply bolt, which additionally constricted by the torus corresponding inwardly drawn vapor shield and the contour of the vapor shield Solid contact power supply pin and the arrangement of the constriction is provided for a homogeneous field profile.
Ebenfalls ausgehend von der Vakuumschaltröhre nach der DE 92 11 970 Ul betrifft die Erfindung ferner eine Vakuumschaltröhre mit einem rohrformigen Isolierkörper und einem Kontaktsystem aus einem Bewegkontakt und einem Festkontakt, welche jeweils mit vakuumdicht aus der Vakuumschaltröhre herausgeführten Stromzuführungsbolzen verbunden sind, sowie einer galva- nisch mit dem Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzen verbundenen Steuerungselektrode und einem an dem Isolierkörper angeordneten leitfähigen, die Steuerungselektrode in einer Axialrichtung überlappenden Dampfschirm.Also starting from the vacuum interrupter according to DE 92 11 970 Ul, the invention further relates to a vacuum interrupter with a rohrformigen insulating body and a contact system of a moving contact and a fixed contact, which are each connected to the vacuum-tight out of the vacuum interrupter power supply bolts, and a galvanic with the control electrode connected to the moving contact power supply pin, and a conductive screen arranged on the insulating body and overlapping the control electrode in an axial direction.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe läuft hier erfindungsgemäß die Steuerungselektrode im Überlappungsbereich mit dem Dampfschirm nach Art eines Torus aus; der Dampfschirm ist dem Torus entsprechend nach innen eingezogen, und der Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzen weist eine Taillierung derart auf, dass sich der eingezogene Bereich des Dampfschirms in einer geöffneten Position des KontaktSystems um die Taillierung erstreckt.In order to achieve the above-mentioned object, according to the invention, the control electrode runs in the overlap region with the steam shield in the manner of a torus; The steam shield is according to the torus inside retracted, and the moving contact power supply pin has a sidecut such that the retracted portion of the vapor shield extends around the waist in an open position of the contact system.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene, im Überlappungsbereich mit dem Dampfschirm nach Art eines Torus auslaufende Steuerungselektrode wird in vorteilhafter Weise im Bereich des Be- wegkontakt-Stromzuführungsbolzens die dielektrische Festigkeit verbessert, wobei zusätzlich durch den dem Torus entsprechend nach innen eingezogenen Dampfschirm und die Taillierung des Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzens für einen homogenen Feldverlauf bei geöffnetem Kontaktsystem gesorgt ist.The inventively provided, in the overlap region with the steam shield in the manner of a torus expiring control electrode is advantageously improves the dielectric strength in the region of the Bekontaktkontakt-Stromzuführungsbolzens, which additionally by the torus inwardly retracted in the vapor shield and the waist of the Bewegkontakt- Power supply bolt for a homogeneous field profile is provided with open contact system.
In weiterer Ausgestaltung entspricht die Taillierung des Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzens in ihrer Kontur der des nach innen eingezogenen Dampfschirms. Eine solche Taillierung bietet eine einfache Möglichkeit, bei geöffnetem Kontaktsys- tem einen homogenen Feldverlauf auszubilden.In a further embodiment, the sidecut of the moving contact power supply pin corresponds in its contour to that of the inwardly drawn-in vapor shield. Such a sidecut provides an easy way to form a homogeneous field profile when the contact system is open.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die Taillierung des Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzens in Axialrichtung vom Bewegkontakt weg um höchstens eine einer Bewegstrecke des Bewegkontaktes entsprechenden Länge verlängert ist. Mittels einer derartigen Verlängerung der Taillierung des Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzens wird eine Homogenisierung des Feldverlaufs während des Öffnungsvorganges des Kontaktsystems erreicht .In another preferred embodiment, the sidecut of the moving contact power supply pin in the axial direction away from the moving contact is extended by at most one length corresponding to a moving distance of the moving contact. By means of such an extension of the waist of the moving contact power supply pin, a homogenization of the field profile is achieved during the opening process of the contact system.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Steuerelektrode vom Isolierkörper in Richtung des Dampfschirms. Bei einer solchen Ausgestaltung der Steuerelektrode kann in vorteilhafter Weise der Torus mit einem größeren Radius ausgebildet sein.In a preferred embodiment, the control electrode extends from the insulating body in the direction of the vapor shield. In such an embodiment of the control electrode can in advantageously, the torus be formed with a larger radius.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dampfschirm aus Edelstahl. Edelstahl ist ein vorteilhaftes Material, da bei einer ausreichenden Leitfähigkeit die Induktion von Wirbel- strörαen in dem Dampfschirm verringert wird.In a preferred embodiment, the steam shield is made of stainless steel. Stainless steel is an advantageous material because, with sufficient conductivity, the induction of eddy currents in the vapor shield is reduced.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mit Be- zug auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention will be explained with reference to an embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht im Bereich des Festkontakt-Stromzuführungsbolzens einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre; und1 shows a cross-sectional view in the region of the fixed contact power supply bolt of a vacuum interrupter according to the invention; and
Fig. 2 eine weitere Querschnittsansicht im Bereich des Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzens einer erfindungsgemäßen Vakuumschaltröhre.2 shows a further cross-sectional view in the region of the moving contact power supply bolt of a vacuum interrupter according to the invention.
In der Figur 1 ist eine Vakuumschaltröhre 1 mit einem rohr- förmigen Isolierkörper dargestellt, welcher hohlzylindrische Keramikisolatoren 2 und 3 umfasst und an einer Stirnseite mittels eines metallischen Flansches 4 vakuumdicht abgeschlossen ist. Durch den Flansch 4 hindurch erstreckt sich ein Festkontakt-Stromzuführungsbolzen 5, welcher außerhalb der Vakuumröhre mit einer figürlich nicht dargestellten Anschlussleitung verbunden ist, durch den Flansch 4 vakuumdicht hindurchgeführt ist und im Inneren der Vakuumschaltröhre 1 einen Festkontakt 6 eines Kontaktsystems 7 aufweist. Das Kon- taktsystem 7 umfasst des Weiteren einen Bewegkontakt 8, welcher ebenfalls mittels eines Stromzuführungsbolzens 9, mit einer figürlich nicht dargestellten weiteren Anschlussleitung außerhalb der Vakuumröhre 1 verbunden ist. Der Bewegkontakt 8 ist an der Vakuumröhre vakuumdicht und beweglich angeordnet, so dass über eine figürlich nicht dargestellte Antriebsvor¬ richtung der Bewegkontakt 8 in Richtung des Bewegungspfeiles A zu dem Festkontakt 6 hin bzw. von dem Festkontakt 6 weg bewegt werden kann, um entsprechend eine leitende Verbindung auszubilden oder zu trennen. Zwischen dem Flansch 4 und dem Keramikisolator 2 ist eine Steuerelektrode 10 angeordnet, welche mit dem Flansch 4 eine galvanische Verbindung aufweist. Das freie Ende 11 der Steuerelektrode 10 im Inneren der Vakuumröhre 1 ist in Richtung des Keramikisolators 2 nach Art eines Torus gewölbt. Zwischen den beiden Keramikisolatoren 2 und 3 ist ein Dampfschirm 12 aus einem leitenden Material, beispielsweise Edelstahl, isolierend befestigt, so dass der Dampfschirm 12 kein festgelegtes Potential aufweist. Das freie Ende 13 des Dampfschirms 12 überlappt in axialer Rich- tung der Vakuumschaltröhre 1 die Steuerelektrode 10 und weist im Überlappungsbereich einen Einzug 14 auf, welcher einer Einschnürung 15 des Stromzuführungsbolzens 5 gegenüberliegend angeordnet ist. Die Einschnürung 15 des Stromzuführungsbolzens 5, der Einzug 14 des Dampfschirms 12 sowie das torusar- tig gewölbte freie Ende 11 der Steuerelektrode 10 sind in a- xialer Richtung der Vakuumschaltröhre 1 auf gleicher Höhe liegend angeordnet.FIG. 1 shows a vacuum interrupter 1 with a tubular insulating body which comprises hollow cylindrical ceramic insulators 2 and 3 and is closed in a vacuum-tight manner on one end face by means of a metallic flange 4. Through the flange 4, a fixed contact power supply pin 5, which is connected outside the vacuum tube with a connecting line figuratively not shown, is passed through the vacuum-tight vacuum through the flange 4 and inside the vacuum interrupter 1 has a fixed contact 6 of a contact system 7. The contact system 7 further comprises a moving contact 8, which is also connected by means of a power supply pin 9, with a further connecting line, not shown figuratively outside of the vacuum tube 1. The moving contact 8 is arranged vacuum-tight and movable on the vacuum tube, so that via a figuratively not shown Antriebsvor ¬ direction of the moving contact 8 in the direction of the movement arrow A to the fixed contact 6 out or away from the fixed contact 6 can be moved to form a conductive connection or disconnect accordingly. Between the flange 4 and the ceramic insulator 2, a control electrode 10 is arranged, which has a galvanic connection with the flange 4. The free end 11 of the control electrode 10 in the interior of the vacuum tube 1 is curved in the direction of the ceramic insulator 2 in the manner of a torus. Between the two ceramic insulators 2 and 3, a vapor shield 12 made of a conductive material, such as stainless steel, insulating secured, so that the vapor shield 12 has no fixed potential. The free end 13 of the vapor shield 12 overlaps the control electrode 10 in the axial direction of the vacuum interrupter 1 and, in the region of overlap, has an indentation 14, which is arranged opposite a constriction 15 of the power supply pin 5. The constriction 15 of the power supply bolt 5, the intake 14 of the steam shield 12 and the torus-like curved free end 11 of the control electrode 10 are arranged lying in the axial direction of the vacuum interrupter 1 at the same height.
Bei der Vakuumschaltröhre 1 des erfindungsgemäßen Ausfüh- rungsbeispiels steht die Steuerelektrode 10 über den metallischen Flansch 4 mit dem Stromzuführungsbolzen 5 in einer galvanischen Verbindung und liegt somit auf dem gleichen Potential wie der Stromzuführungsbolzen 5 des Festkontaktes 6. Die Steuerelektrode 10 dient somit zur Potentialsteuerung längs der Keramikisolatoren. Der Dampfschirm 12 dient als Plasmabarriere zur Keramik, um bei Schalthandlungen, bei welchen ein Strom fließt und gegebenenfalls ein Lichtbogen gezündet wird, die Keramikisolatoren 2, 3 gegenüber einer Bedampfung zu schützen. Um die dielektrische Isolation in der Vakuum- schaltröhre 1 bestmöglich zu gewährleisten, ist der Dampfschirm 12 aus einem leitenden Material ausgebildet, und derartig geformt, dass auftretende elektrische Felder • im Inneren der Vakuumschaltröhre 1 möglichst homogen sind. Bei der er- findungsgemäßen Vakuumschaltröhre 1 weist der Stromzuführungsbolzen 5 daher die Einschnürung 15 in dem Bereich auf, in welchem die Steuerelektrode 10 eine torusartige Wölbung hin zum Keramikisolator 2 aufweist, und der Dampfschirm 12 weist ebenfalls einen Einzug 14 auf, welcher in seiner Geo- metrie dem Torus der Steuerelektrode entspricht. Die Kontur der Einschnürung 15 des Stromzuführungsbolzens 5 entspricht dem Einzug 14 des Dampfschirms 12. Bei einer derartigen Einschnürung 15 und einem entsprechenden Einzug 14 ist gewährleistet, dass die Abstände Xl zwischen Stromzuführungsbolzen 5 und Dampfschirm 12 bzw. X2 zwischen Dampfschirm 12 undIn the case of the vacuum interrupter 1 of the exemplary embodiment according to the invention, the control electrode 10 is in galvanic connection via the metallic flange 4 to the power supply pin 5 and is therefore at the same potential as the power supply pin 5 of the fixed contact 6. The control electrode 10 thus serves to control the potential along the ceramic insulators. The vapor shield 12 serves as a plasma barrier to the ceramic in order to protect the ceramic insulators 2, 3 from vapor deposition during switching operations in which a current flows and possibly an arc is ignited. To protect the dielectric insulation in the vacuum To ensure optimal interrupter 1, the vapor shield 12 is formed of a conductive material, and shaped such that occurring electric fields • inside the vacuum interrupter 1 are as homogeneous as possible. In the case of the vacuum interrupter 1 according to the invention, the power supply pin 5 therefore has the constriction 15 in the region in which the control electrode 10 has a toroidal curvature towards the ceramic insulator 2, and the vapor shield 12 likewise has a feeder 14, which in its geometry metric corresponds to the torus of the control electrode. The contour of the constriction 15 of the power supply pin 5 corresponds to the intake 14 of the steam shield 12. In such a constriction 15 and a corresponding feeder 14 ensures that the distances between the power supply pin 5 and steam shield 12 and X2 between 12 and vapor shield
Steuerelektrode 10 im gesamten Überlappungsbereich in etwa den gleichen Wert aufweisen, und insbesondere im Bereich der Einschnürung 15 auch die Abstände Xl' zwischen Stromzuführungsbolzen 5 und Einzug 14 des Dampfschirms 11 bzw. X2' zwi- sehen Einzug 14 des Dampfschirms 12 und Steuerelektrode 10 ebenfalls in etwa den Werten Xl bzw. X2 entsprechen. Durch die isolierende Anordnung des Dampfschirms 12 stellt sich auf diesem ein Potential von etwa der Hälfte des Potentials von Steuerelektrode 10 und Stromzuführungsbolzen 5 ein. Durch die erfindungsgemäße geometrische Anordnung mit der Einschnürung 15, dem Einzug 14 des Dampfschirms 12 und der torusartigen Wölbung 11 der Steuerelektrode 10 ist dabei gewährleistet, dass das entstehende elektrische Feld über den gesamten Bereich möglichst homogen verläuft. Bei einer derartigen An- ordndung ist somit eine Wahrscheinlichkeit eines Überschlags zwischen den einzelnen Elementen der Vakuumschaltröhre 1 minimiert und dadurch die dielektrische Isolation verbessert. Die Tiefe der Einschnürung 15 ist dabei so gewählt, dass sich der Gesamtwiderstand der Röhre nur unwesentlich erhöht. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist die dielektrische Isolationsstrecke um eine Strecke X3 entsprechend der Tiefe der Einschnürung 15 des Stromzuführungsbolzens 5 erhöht.Control electrode 10 in the entire overlap region in about the same value, and in particular in the region of the constriction 15 and the distances between Xl 'between power supply pin 5 and intake 14 of the vapor shield 11 and X2 see between intake 14 of the vapor shield 12 and control electrode 10 also in about the values Xl and X2 correspond. Due to the insulating arrangement of the vapor shield 12, a potential of about half of the potential of the control electrode 10 and the power supply pin 5 is set on this. The inventive geometric arrangement with the constriction 15, the intake 14 of the vapor shield 12 and the toroidal curvature 11 of the control electrode 10 is ensured that the resulting electric field over the entire range as homogeneously as possible. With such an arrangement, a probability of a flashover between the individual elements of the vacuum interrupter 1 is thus minimized, thereby improving the dielectric insulation. The depth of the constriction 15 is chosen so that the total resistance of the tube increases only slightly. at According to the arrangement of the invention, the dielectric isolation path is increased by a distance X3 corresponding to the depth of the constriction 15 of the power supply pin 5.
Figur 2 zeigt eine weitere Ansicht des Ausführungsbeispiels der Vakuumschaltröhre 1 mit geöffnetem Kontaktsystem 7. Der Bewegkontakt-Stromzuführungs-bolzen 9 ist durch eine metallische Endplatte 16 mittels eines Faltenbalges 17 vakuumdicht und beweglich aus der Vakuumschaltröhre 1 herausgeführt und mit einer figürlich nicht dargestellten Antriebseinheit zum Einleiten einer Bewegung gekoppelt. Eine Steuerungselektrode 18 ist galvanisch mit der Endplatte 17 verbunden und läuft an ihrem Ende 19 torusartig aus. Das freie Ende 20 des Dampfschirms 12 überlappt in axialer Richtung der Vakuumschaltröh- re 1 die Steuerungselektrode 18 und weist im Überlappungsbereich nach innen einen Einzug 21 auf, welcher einer Taillierung 22 des Stromzuführungsbolzens 9 gegenüberliegend angeordnet ist. Die Taillierung 22 des Stromzuführungsbolzens 9, der Einzug 21 des Dampfschirms 12 sowie das torusartig ge- wölbte freie Ende 19 der Steuerungselektrode 18 sind in axialer Richtung der Vakuumschaltröhre 1 auf gleicher Höhe liegend angeordnet.Figure 2 shows another view of the embodiment of the vacuum interrupter 1 with open contact system 7. The moving contact power supply pin 9 is led out by a metallic end plate 16 by means of a bellows 17 vacuum-tight and movable from the vacuum interrupter 1 and with a drive unit not shown figuratively for introducing coupled with a movement. A control electrode 18 is galvanically connected to the end plate 17 and terminates toroidally at its end 19. The free end 20 of the vapor shield 12 overlaps the control electrode 18 in the axial direction of the vacuum sleeve tube 1 and, in the overlapping region, has an indentation 21 inwardly, which is arranged opposite a sidecut 22 of the power supply pin 9. The waist 22 of the power supply pin 9, the feeder 21 of the vapor shield 12 and the torus-like arched free end 19 of the control electrode 18 are arranged in the axial direction of the vacuum interrupter 1 at the same height.
Die Taillierung 22 des Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzen 9 ist dabei so angeordnet, dass sie bei geöffnetem Kontaktsystem 7 der Vakuumschaltröhre 1 dem Einzug 21 des Dampfschirms 12 gegenüberliegt. Dadurch wird bei geöffnetem Kontaktsystem 7 eine Homogenisierung des Feldes erreicht, da die Abstände X5 zwischen Stromzuführungsbolzen 9 und Dampfschirm 12 bzw. X4 zwischen Dampfschirm 12 und Steuerungselektrode 18 im gesamten Überlappungsbereich in etwa den gleichen Wert aufweisen, und insbesondere im Bereich der Taillierung 22 auch die Abstände X5' zwischen Stromzuführungsbolzen 9 und Einzug 21 des Dampfschirms 12 bzw. X4' zwischen Einzug 21 des Dampf- schirms 12 und torusartigem Ende 19 der Steuerungselektrode 18 ebenfalls in etwa den Werten X5 bzw. X4 entsprechen. Die Tiefe Xβ der Taillierung 22 ist dabei ebenfalls so gewählt, dass sich der Gesamtwiderstand der Röhre nur unwesentlich er- höht. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist die dielektrische Isolationsstrecke um eine Strecke X6 entsprechend der Tiefe der Taillierung 22 des Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzens 9 erhöht.The sidecut 22 of the moving contact power supply pin 9 is arranged so that it faces the feeder 21 of the vapor shield 12 when the contact system 7 of the vacuum interrupter 1 is open. As a result, when the contact system 7 is open, homogenization of the field is achieved since the distances X5 between the power supply pin 9 and the vapor shield 12 or X4 between the vapor shield 12 and the control electrode 18 are approximately the same in the entire overlapping area, and especially in the area of the sidecut 22 Distances X5 'between power supply pin 9 and intake 21 of the steam shield 12 or X4' between intake 21 of the steam screen 12 and torus-like end 19 of the control electrode 18 also correspond approximately to the values X5 and X4. The depth Xβ of the sidecut 22 is also chosen so that the total resistance of the tube increases only insignificantly. In the arrangement according to the invention, the dielectric isolation distance is increased by a distance X6 corresponding to the depth of the sidecut 22 of the moving contact power supply pin 9.
Die Taillierung 22 des Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzens 9 kann aber auch in der Bewegungsrichtung verlängert ausgebildet sein, beispielsweise um eine Länge, welche dem Nennhub der Vakuumschaltröhre und damit der Bewegstrecke des Bewegkontaktes entspricht. Eine derartig verlängerte Taillierung 22' ist in der Figur 2 gestrichelt dargestellt und dient dazu, während eines Trennungsvorgangs des Kontaktsystems bereits eine Homogenisierung des elektrischen Feldes zu erreichen. However, the sidecut 22 of the moving contact power supply pin 9 may also be formed extended in the direction of movement, for example by a length which corresponds to the nominal stroke of the vacuum interrupter and thus the moving distance of the moving contact. Such an elongated waist 22 'is shown in dashed lines in Figure 2 and serves to achieve during a separation process of the contact system already a homogenization of the electric field.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Vakuumsehaltröhre1 vacuum tube
2, 3 Keramikisolatoren2, 3 ceramic insulators
4 metallischer Flansch4 metallic flange
5 Festkontakt-Stromzuführungsbolzen5 fixed contact power supply pins
6 Festkontakt6 fixed contact
7 Kontaktsystem7 contact system
8 Bewegkontakt8 moving contact
9 Stromzuführungsbolzen9 power supply pins
10 Steuerelektrode10 control electrode
11 torusartig gewölbtes Ende11 Toroidal arched end
12 Dampfschirm12 steam screen
13 freies Ende13 free end
14 Einzug14 collection
15 Einschnürung15 constriction
16 metallische Endplatte16 metallic end plate
17 Faltenbalg17 bellows
18 Steuerungselektrode18 control electrode
19 torusartig gewölbtes Ende19 Toroidal arched end
20 freies Ende20 free end
21 Einzug21 move-in
22 Taillierung22 sidecut
22 I Taillierung22 I sidecut
A BewegungspfeilA motion arrow
Xl , Xl' Abstand Festkontakt-Stromzuführungsbolzen - DampfschirmXl, Xl 'Distance fixed contact power supply bolt - steam shield
X2 , X2' Abstand Steuerelektrode - DampfschirmX2, X2 'distance control electrode - steam shield
X3 EinschnürungstiefeX3 throat depth
X4 , X4' Abstand Steuerungselektrode - DampfschirmX4, X4 'distance control electrode - steam shield
X5 , X5' Abstand Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzen - Dampf schirmX5, X5 'Distance moving contact power supply plug - steam shield
X6 Taillierungstiefe X6 sidecut depth

Claims

Patentansprüche claims
1. Vakuumschaltröhre (1) mit einem rohrförmigen Isolierkörper (2, 3) und einem Kontaktsystem (7) aus einem Be- wegkontakt (8) und einem Festkontakt (6), welche jeweils mit vakuumdicht aus der Vakuumschaltröhre herausgeführten Stromzuführungsbolzen (5,9) verbunden sind, sowie einer galvanisch mit dem Festkontakt- Stromzuführungsbolzen (5) verbundenen Steuerelektrode (10) und einem an dem Isolierkörper (2, 3) angeordneten leitfähigen, die Steuerelektrode (10) in einer Axial- richtung überlappenden Dampfschirm (12) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass1. vacuum interrupter (1) with a tubular insulating body (2, 3) and a contact system (7) comprising a contact contact (8) and a fixed contact (6), each with vacuum-tight from the vacuum interrupter led out power supply pin (5.9) and a control electrode (10) connected galvanically to the fixed contact current supply pin (5) and a conductive shield (12) arranged on the insulating body (2, 3), characterized in that the control electrode (10) overlaps in an axial direction, characterized that
- die Steuerelektrode (10) im Überlappungsbereich mit dem Dampfschirm (12) nach Art eines Torus ausläuft,- The control electrode (10) in the overlap region with the vapor shield (12) terminates in the manner of a torus,
- der Dampfschirm (12) dem Torus entsprechend nach innen eingezogen ist und- The steam shield (12) is retracted in the torus in accordance with and
- der Festkontakt-Stromzuführungsbolzen (9) der Kontur des Dampfschirms (12) entsprechend eingeschnürt ist und die Einschnürung (15) so angebracht ist, dass sich der eingezogene Bereich des Dampfschirms (12) um die Einschnürung erstreckt.- The fixed contact power supply pin (9) of the contour of the vapor shield (12) is constricted accordingly and the constriction (15) is mounted so that the retracted portion of the vapor shield (12) extends around the constriction.
2. Vakuumschaltröhre (1) mit einem rohrförmigen Isolier- körper (2, 3) und einem Kontaktsystem (7) aus einem Bewegkontakt (8) und einem Festkontakt (6) , welche jeweils mit vakuumdicht aus der Vakuumschaltröhre herausgeführten Stromzuführungsbolzen (5,9) verbunden sind, sowie einer galvanisch mit dem Bewegkontakt- Stromzuführungsbolzen (9) verbundenen Steuerungselektrode (18) und einem an dem Isolierkörper (2, 3) angeordneten leitfähigen, die Steuerungselektrode (18) in einer Axialrichtung überlappenden Dampfschirm (12) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Steuerungselektrode (18) im Überlappungsbereich mit dem Dampfschirm (12) nach Art eines Torus aus läuft,2. vacuum interrupter (1) with a tubular insulating body (2, 3) and a contact system (7) of a moving contact (8) and a fixed contact (6), each with vacuum-tight from the vacuum interrupter led out power supply pin (5.9) and a control electrode (18) galvanically connected to the moving contact power supply pin (9) and a conductive vapor shield (12) overlapping the control electrode (18) in an axial direction, characterized in that the control electrode (18) runs in the manner of a torus in the overlapping area with the vapor shield (12),
- der Dampfschirm (12) dem Torus entsprechend nach innen eingezogen ist und der Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzen (9) eine Taillierung (22) derart aufweist, dass sich der eingezogene Bereich (21) des Dampfschirms (12) in einer geöffneten Position des Kontaktsystems um die Taillierung (22) erstreckt.- The steam shield (12) is retracted in accordance with the torus inwardly and the moving contact power supply pin (9) has a sidecut (22) such that the retracted area (21) of the vapor shield (12) in an open position of the contact system to the Sidecut (22) extends.
3. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Taillierung (22) des Bewegkontakt-Stromzuführungs- bolzens (9) in ihrer Kontur der des nach innen eingezogenen Dampfschirms (12) entspricht.3. Vacuum interrupter according to claim 2, characterized in that the waisting (22) of the Bewegkontakt-Stromzuführungs- bolt (9) corresponds in its contour of the retracted inwardly vapor shield (12).
4. Vakuumschaltröhre nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Taillierung (22) des Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzens (9) in Axialrichtung vom Bewegkontakt (8) weg um höchstens eine einer Bewegstrecke des Bewegkontaktes (8) entsprechenden Länge verlängert ist.4. Vacuum interrupter according to claim 2, characterized in that the waisting (22) of the Bewegkontakt-Stromzuführungsbolzens (9) in the axial direction of the moving contact (8) away by at most one of a moving distance of the moving contact (8) corresponding length is extended.
5. Vakuumschaltröhre nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sich die Steuerelektrode (10) vom Isolierkörper in Richtung des Dampfschirms (12) erstreckt.5. Vacuum interrupter according to one of the preceding claims, characterized in that the control electrode (10) extends from the insulating body in the direction of the vapor shield (12).
6. Vakuumschaltröhre nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Dampfschirm (12) aus Edelstahl ist. 6. vacuum interrupter according to one of the preceding claims, characterized in that the steam shield (12) is made of stainless steel.
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